Сварочный осциллятор из катушки зажигания

Самодельный осциллятор

При работе с цветными металлами часто используются аргоновые аппараты по сварке. Неплавящийся электрод из вольфрама хорошо расплавляет кромки и образует сварочную ванну. Выполняются швы на алюминии и нержавейке и плавящимися электродами, где источником тока служит инвертор. Но у всех этих устройств имеется одна проблема — розжиг дуги. На цветных металлах постукивание электродом по поверхности создает следы, требующие последующей зачистки. При работе с тонкими листами на малых токах дуга может гореть нестабильно и часто тухнуть, а ее повторное возбуждение тормозит весь рабочий процесс. Для решения этой ситуации в схему добавляют осциллятор, который позволяет зажигать электрическую дугу не прикасаясь к поверхности изделия. Это устройство можно купить или попытаться изготовить самому. Как создать сварочный осциллятор своими руками? Каковы схемы аппарата и его принцип работы?

Как работает осциллятор

Подобные устройства могут иметь различные варианты сборки, но все они предназначены для одной цели — возбуждать сварочную дугу между концом электрода и поверхностью изделия на расстоянии 5 мм, без физического прикосновения материалов. Достигается это за счет размещения осциллятора между источником сварочного тока и горелкой с вольфрамовым электродом. Вместо последнего может находиться держатель для сварки покрытыми электродами.

Суть процесса заключается в модернизации входящего напряжения переменного характера с частотой 50 Гц в импульсы высокой частоты и короткой длительности. Они накладываются на сварочный ток, и активно участвуют в розжиге дуги. Осциллятор для сварки, в большинстве вариантов схем, работает в следующей последовательности:

  1. Сварщик нажимает кнопку управления на горелке.
  2. Входной выпрямитель получает напряжение из сети с параметрами 220 V и 50 Гц. Устройство выпрямляет ток и передает его на накопитель.
  3. Накопительная емкость собирает в себе разряд.
  4. Схема управления руководит этим процессом. Когда сетевое напряжение достигает 0В, высвобождается импульс, для последующего формирования.
  5. Он поступает на первичную обмотку трансформатора, где происходит его преобразование в высоковольтный импульс.
  6. Одновременно с этим, схема управления подает сигнал в клапан газа, и выпускается аргон.
  7. Происходит короткий разряд тока, связывающий в воздухе напряжение от горелки и изделие, к которому прикреплена масса от сварочного аппарата. Дуга зажигается в уже подготовленном газовом облаке, и можно сразу вести сварку.
  8. Когда в процесс включается сварочный ток, с силой более 5 А, то импульс прекращает свое действие. Сварка ведется на тех параметрах, которые были установлены на аппарате. Если происходит утеря контакта, то схема управления подает повторный импульс для возобновления дуги.
  9. После окончания сварки осциллятор регулирует время последующей продувки защитным газом и завершает весь процесс.

Это очень удобно для сварки алюминия или легированных сталей, где требуется точность начала шва, а механическая зачистка следов от касания электрода оставляет лишние следы. Изготовление осциллятора своими руками может быть упрощено до нескольких узлов. Тогда, при обрыве сварки, требуется запускать действие бесконтактного поджига вручную, повторно нажимая кнопку на горелке.

Варианты схемы сборки осциллятора

Создавая свой самодельный осциллятор важно добиться правильных выходных параметров устройства. Он должен повышать поступающее в него напряжение от стандартного до 3000-6000 В. Изменение частоты колебания должно быть на уровне от 150 до 500 кГц.

Схема осциллятора может включать различные компоненты. Вот один из вариантов состава устройства:

  • выходного выпрямитель;
  • стабилизированный источник питания;
  • блок зарядки с накопителями емкости;
  • блок управления;
  • блок для формирования импульса;
  • высоковольтный трансформатор;
  • датчик тока;
  • газовый клапан.

Осциллятор устанавливается в цепь всегда после инвертора или обычного трансформатора, и перед рукавом с кабелем, идущим на горелку или к держателю электрода. Отдельные блоки схемы формируются из деталей, покупаемых в магазине, или создаваемых самостоятельно. Например, колебательный контур, работающий как искровой генератор с затухающими колебаниями, собирается из конденсаторов. А катушкой индуктивности служит обмотка высокочастотного трансформатора. В схеме обязательно должен быть и предохранитель, защищающий сварщика от короткого замыкания, и специальный отвод для заземления устройства.

Разновидности самодельных осцилляторов

В зависимости от выполняемых сварочных работ, можно создать осциллятор своими руками, с постоянным или кратковременным действием. Если требуется работа с тонкими листами металла на малых токах, то лучше подойдет первый вариант. Устройство будет накладывать на ток, выдаваемый сварочным аппаратом, дополнительное напряжение 3000В с высокой частотой в 200 кГц. Вследствие чего розжиг электрода станет осуществляться при малейшем поднесении к изделию, а в процессе ведения шва горение дуги будет стабилизироваться и поддерживаться. Несмотря на высокие показатели напряжения, этот ток будет безопасен для жизни сварщика. Рекомендуется последовательное подключение такого аппарата в схему. При параллельном потребуется дополнительная установка защиты от напряжения.

Для работы с алюминием, который сваривается только на переменном токе, больше подойдет вторая самодельная модель осциллятора, где рабочий эффект заключается в кратковременном импульсе. Последний зажигает дугу при поднесении горелки к изделию на расстояние 5 мм. Эту же функцию осциллятора используют и при плазменной резке, а также в работе с инверторами, или аргоновыми аппаратами для сварки нержавейки. Во время работы на переменном токе его полярность постоянно меняется. Это может затруднять стабильность горения и повторные розжиги. Осциллятор содействует мгновенному зажиганию дуги в таких условиях.

Изготовление ключевых деталей

Имея некоторые зная электротехники и необходимые материалы можно приступать к созданию самодельного осциллятора. Начать стоит с повышающего трансформатора, который будет поднимать напряжение. Его можно купить в магазине или намотать самостоятельно. Число витков и площадь сечения выбираются по справочникам. Главный показатель — это способность повысить напряжение до 3000 — 6000 В.

Колебательный контур создается из катушки индуктивности, которая наматывается сварочным кабелем на ферритовый сердечник. Достаточно одного витка такого провода для первички, и пяти витков для вторичной обмотки. В контур устанавливается блокировочный конденсатор и разрядник. В последнем происходит процесс генерирования и высвобождения затухающего импульса.

Разрядник изготавливают из двух медных вертикальных стержней, на которые крепятся вольфрамовые прутки для передачи тока. Рекомендуется залить медные стойки диэлектрическим затвердевающим составом, предварительно подведя к ним провода для контактов. Возможна сборка осциллятора на основе катушки зажигания, только после нее в схему необходимо установить ВВ диод и идущий за ним конденсатор. Потом следует поставить разрядник, подсоединенный к первичной обмотке трансформатора.

Накопительный конденсатор можно купить или извлечь из старого телевизора. Некоторые мастера создают такие конденсаторы самостоятельно в банке. Газовый клапан, устанавливаемый на выходе, доступен в продаже.

Осцилляторы значительно облегчают работы по сварке алюминия и нержавейки, или разрезанию металла плазмотроном. Советы для начинающих в этой статье, различные схемы устройства, и видео по созданию самодельных аппаратов, помогут изготовить простой осциллятор для личных нужд.

Виды и схемы сборки осциллятора своими руками

Сварочный инвертор стараниями умельцев трансформируется в полуавтомат, работающий в среде защитных газов. Добавление собранного своими руками осциллятора превращает сварочный аппарат в профессиональное устройство ювелирной сварки цветных и тонколистовых металлов.

Зачем нужен самодельный осциллятор

Осциллятор как генерирующее устройство способен работать на постоянном и переменном токе. Предназначение прибора – возбуждение сварочной дуги без контакта электрода с объектом сварки и стабилизация горения. Вид электрода: вольфрамовый наконечник горелки или стандартный в обмазке — не имеет значения. Эффект достигается трансформацией сетевого тока в частотные импульсы высокого напряжения, с характеристиками параметров:

  • Напряжение сети 220 В – напряжение на выходе — 2,5–3 тыс. В;
  • Частота тока 50 Гц – частота на выходе — 15–30 тыс Гц;
  • Мощность осциллятора – 250–400 Вт.

Принцип работы самодельного осциллятора, включённого в схему сварочного устройства с долей упрощения:

  • Подача сетевого напряжения на сварочное устройство;
  • Напряжение проходит обмотки повышающего трансформатора и начинает заряжать конденсатор колебательного контура;
  • Конденсатор-накопитель аккумулирует высокочастотное высоковольтное напряжение разряда;
  • Параллельно блок управления системой открывает газовый клапан;
  • Блок управления высвобождает импульс при наполнении ёмкости конденсатора на разрядник, происходит пробой;
  • Колебательный контур закорачивается, возникают резонансные затухающие колебания, идущие на сварочную дугу;
  • Предохранитель при пробое конденсатора размыкает электрическую цепь;
  • При падении напряжения формируется следующий разряд;
  • Дуга вспыхивает в облаке газа в 3–5 мм над деталью;
  • При разрыве дистанционного контакта схема управления дублирует импульс поджога дуги.

Сварочный осциллятор своими руками – компоненты

В сети масса принципиальных схем осцилляторов для сварочного устройства. Представлены оба типа: последовательного и параллельного подключения. Масса аргументов в пользу каждого. Собрать осциллятор — полдела. Сложности подстерегают при настройке и эксплуатации.

Читать еще:  Почему индикаторная отвертка светится от нулевого провода?

Устройство состоит из нескольких блоков. Колебательный контур в качестве искрового генератора затухающих колебаний состоит из 2 элементов: конденсатор и подвижная обмотка трансформатора высокой частоты – катушка индуктивности.

Повышающий трансформатор устройства собирается на базе понижающего с 220 до 36 В, с П-образным сердечником. Для создания длинной магнитной линии убирается 50% пакета железа. Обмотка первого керна мотается по типу сварочной – получаем падающую характеристику.

Повышающая обмотка второго керна рассчитывается на получение 1000 В. Недостаток витков вынудит постоянно накручивать разрядник. Увеличение количества витков приведёт к улучшению поджога дуги в разряднике. Перебор намотки приводит к активизации роста перегрева катушки.

Дросселей 2 шт. при параллельной схеме, по 1 на трансформатор.

Изготовление разрядника из утолщённых эррозионностойких вольфрамовых стержней WR-3 на медных прутках требует привлечения механизма регулировки. Оптимум зазора по щупу — 0,08 мм. Требуется заливка быстротвердеющим диэлектриком. В качестве упрощения используют свечи зажигания, ионизаторы воздуха.

Выходной трансформатор соединяется линией обратной связи с датчиком тока.

Блокировочный конденсатор пропускает только ток высокой частоты. Низкочастотный ток сварочного аппарата блокируется, что предупреждает короткое замыкание осциллятора.

Выбираем тип сварочного осциллятора

Задумав собрать сварочный осциллятор своими руками, определимся со схемой включения. Последовательное либо параллельное подключение, тип функционирования устройства: импульсная разрядка или непрерывное действие прибора.

Устройства непрерывного действия подключаются параллельно и последовательно. В большинстве таких осцилляторов устанавливается выпрямитель. Превалирует последовательная схема – высокое напряжение не поразит сварщика.

Выгоды последовательного подключения: достаточно одного трансформатора. Первичная обмотка дополнена парой сглаживающих конденсаторов и предохранителем. Вторичная – разрядником и колебательным контуром.

Импульсное устройство используется на сварочных аппаратах переменного тока. Смена полярности инициирует очередное зажигание дуги за счёт синхронизации цикла последовательности действий:

  • Активизация зарядного устройства;
  • Накопление заряда конденсатором;
  • Обесточивание дуги при прохождении нулевой отметки перемены полюса;
  • Разряжение конденсатора с подачей энергии в дуговой промежуток.

Сварочные устройства цикличной полярности рекомендованы для сварки сплавов алюминия. Нержавеющие стали и цветные металлы варятся преимущественно при постоянном токе.

Предупредим ошибки при изготовлении осциллятора

При пошаговом следовании надёжной схеме и качественной сборке, результативного удержания дуги не происходит. Причина — в перегрузке сети. Вместо заявленных 220 В, доходит 190–200 В. Автотрансформатор решит проблему.

Экономия на дросселе. С разрядника идёт череда затухающих ВЧ-колебаний, превышающих киловольт. Вторичная обмотка без дросселя получит между витками до 50 В. Виток приобретает вид короткозамкнутого. Мощность сети пойдёт на нагрев.

Чтобы не сжечь сварочное устройство целиком, озаботимся установкой дросселя. Кроме изолирующих прокладок при намотке, пропитаем витки бакелитовым лаком.

Частота тока в рамках 150–300 кГц безопасна. Если тело сварщика рассматривать как проводник, поверхностный эффект протекания ВЧ-тока не затрагивает внутренние органы. Но ожог кожи получить кому хочется? Работаем только при надёжном заземлении. Удар при 10 кГц весьма чувствителен.

Пообщайтесь со специалистами по соответствию вашей схемы нормам безопасности. Эксперты оценят схемотехнику на предмет проникновения НЧ-тока на электрод. Предостерегут, если сборка осциллятора небезопасна.

Обязательно вхождение в состав блока колебательного контура блокировочного конденсатора.

Видео по теме: Осциллятор своими руками

Осциллятор для инвертора

Качество работ при использовании инверторной аппаратуры во многом определяется сварочной дугой, ее стабильностью и надежностью. Однако, скачки и перепады сетевого напряжения могут привести к сбою, и дуга самопроизвольно выключается. Чтобы избежать подобных ситуаций и обеспечить стабильный рабочий режим, применяется специальный прибор – осциллятор для инвертора. Он подключается параллельно к основному устройству, а его функция заключается в непосредственном возбуждении дуги и поддержании ее во время всего сварочного процесса.

Электрическая схема осциллятора

Схемы и конструкции сварочных осцилляторов могут отличаться, исходя из условий эксплуатации и частоты использования.

Как правило, эти устройства подключаются двумя способами:

  • Последовательно. Такое подключение позволяет сваривать заготовки из алюминия.
  • Параллельно. Применяется во время работ с нержавеющей сталью и для краткосрочной сварки.

Типовая схема состоит из следующих электротехнических компонентов:

  • Стандартная конструкция искрового одноконтурного разрядника. Эта деталь по сути является генератором и обеспечивает формирование затухающих колебаний. Он состоит из конденсатора и катушек индуктивности, соединенных параллельно между собой. Вольфрамовые электроды выполняют функцию контактов.
  • Дроссели в количестве двух, также изготовленные на основе катушек индуктивности.
  • Мощный повышающий трансформатор. Преобразует стандартное сетевое напряжение до 6000 В, а частоту – до 250 кГц.
  • Трансформатор, установленный на выходе. Осуществляет передачу сформированного напряжения в цепь сварочного инвертора.
  • Детали управляющей цепи. Сюда входит стабилизатор, регулировочные элементы пуска, контур обратной связи с датчиком тока.
  • Элементы системы безопасности. Выполнены в виде предохранительных цепей, защищающих схему от перегрузок, а самого рабочего – от поражения электротоком.

Взаимодействие с инвертором

Принцип действия аппаратуры, стабилизирующей работу инвертора, состоит в дополнительной подаче высокого напряжения к электроду. Оно поступает периодически, вместе с основным выходным напряжением самого сварочного агрегата. Напряжение поступает в виде импульсов, имеющих характерную амплитудную модуляцию. Их параметры могут достигать 6 кВ, а частота находится в пределах 150-500 кГц.

Продолжительность сформированных импульсов незначительная, поэтому они отличаются очень маленькой скважностью, вполне достаточной для получения необходимой мощности – до 300 Вт. Их воздействие приводит к образованию кратковременного электрического пробоя между деталью и электродом, повышающего надежность контакта. Осциллятор запускается в тот момент, когда электрод приближается к металлу примерно на 5 мм. Под действием электрических импульсов воздушный промежуток ионизируется, после чего возникает мгновенный разряд.

Управление осциллятором производится специальной кнопкой, удобно расположенной на держателе. Если используется аргоновая сварка, то управляющая кнопка размещается непосредственно на горелке.

Благодаря высокой степени ионизации, электропроводность воздуха существенно повышается. Через этот промежуток происходит мгновенное течение дугового тока, сформированного в инверторе. В результате, сварочная дуга появляется и затем продолжает гореть в рабочем режиме. За счет импульсов этот процесс поддерживается непрерывно и не прекращается даже при случайном увеличении воздушного зазора. Ток, произведенный осциллятором, объединяется с током инвертора, и их совместных усилий вполне хватает для поддержания дуги в любых условиях.

Разновидности осцилляторов

Использование сварочного осциллятора возможно лишь в качестве дополнительного устройства. Сам по себе он не может обеспечить рабочий процесс, из-за малой мощности и невозможности к самостоятельному соединению и расплавлению металлов. Основное предназначение прибора заключается в зажигании дуги и поддержке ее стабильного состояния без контакта электрода с металлической поверхностью.

Подобного результата удалось добиться за счет генерации высокого напряжения с высокой частотой, способного пробить воздушное пространство между металлом и электродом. Создается зона ионизированного воздуха, по которой в дальнейшем начинается течение уже основного сварочного тока.

В зависимости от рабочих режимов, все осцилляторы можно условно разделить на следующие группы:

  • Устройства непрерывного действия (рис. 1). Способны выдавать ток напряжением до 6000 вольт, частотой порядка 250 кГц. Этот дополнительный потенциал объединяется с основным сварочным током, способствуя мгновенному зажиганию дуги на определенном расстоянии от детали. Высокая частота обеспечивает стабильность, независимо от параметров инверторного тока. За счет малой мощности, дополнительный ток совершенно безопасен для сварщика. Прибор подключается к инвертору по параллельной или последовательной схеме. Последний вариант используется чаще и не требует дополнительной защиты от высокого напряжения.
  • Импульсные осцилляторы (рис. 2). Очень удобны при выполнении сварочных работ переменным током. Данные устройства обладают способностью к постоянному поддержанию дуги при изменяющейся полярности электричества. Они легко зажигают дугу при отсутствии каких-либо контактов электрода и заготовки. В целом, импульсные приборы имеют некоторые преимущества перед непрерывно действующими осцилляторами.
  • Приборы с использованием накопительных конденсаторов. Данные компоненты устанавливаются в общую схему и в дальнейшем обеспечивают работу устройства в режиме заряда-разряда. Наполнение конденсаторов энергией осуществляется с помощью зарядного модуля. В момент начала работы энергия заряженных конденсаторов отдается дуге. Затем они отключаются от схемы разряда и автоматически подключаются к зарядному модулю. При возникновении угрозы прерывания дуги происходит переключение конденсаторов на рабочую цепь сварочной аппаратуры.

Как самому изготовить прибор

При наличии определенных знаний и практических навыков работы с электроникой, изготовить осциллятор для инвертора самому не составит особого труда. Вариантов устройства может быть несколько, поэтому, выбирая наиболее подходящую схему, нужно обязательно определиться с условиями работы и другими исходными данными.

Читать еще:  Можно ли холодной сваркой заварить трубу отопления?

Как правило, учитываются следующие факторы:

  • Целевое назначение аппаратуры. Желательно максимально точно определиться, с каким материалом придется работать. У каждого металла имеются свои особенности, которые учитываются при составлении схемы.
  • Основные параметры тока и напряжения: переменный или постоянный, характеристики сетевого напряжения и т.д.
  • Величина допустимой электрической мощности. Определяется мощностью входа обычных цепей, не превышающей 250 Вт. Увеличение этого показателя, неизбежно повлечет за собой повышение стоимости деталей и всего прибора в целом.
  • Значение создаваемого вторичного напряжения, обычно, не более 3 кВт.

В домашнем хозяйстве чаще всего требуется сварка алюминиевых заготовок. Поэтому нужно выбирать схему, наиболее полно обеспечивающую именно этот вид работ. Вначале нужно выбрать подходящий трансформатор, способный повысить напряжение с обычных 220 до 3000 В.

На следующем этапе устанавливается разрядник, пропускающий искру. Далее производится включение в схему колебательного контура. В нем обязательно должен присутствовать блокировочный конденсатор, обеспечивающий генерацию импульсов высокой частоты. С его помощью прибор обретает все необходимые показатели. Сварочной дуге придается стабильность, а ее зажигание значительно упрощается.

По завершении сборки проверяется работоспособность готового устройства. Вначале выполняется пуск, вызывающий запуск разрядника и создание высокочастотных импульсов с помощью повышающего трансформатора. После возникновения дуги появляется мощное магнитное поле, которое попадает в катушку с обмоткой из толстого провода. Здесь это поле преобразуется в электрический ток, подключаемый плюсом к горелке, а минусом – к заготовке. В эту же горелку поступает газ, проходящий через специальный клапан и начинается сварка.

В варианте с электродами осциллятор для инвертора изготавливается уже по другим схемам, поэтому, чтобы не возникало путаницы, нужно заранее изучить готовый чертеж или составить собственную схему. Соблюдая все установленные правила, даже начинающий мастер соберет осциллятор.

Особенности эксплуатации

Комфортная и безопасная работа со сварочной инверторной аппаратурой во многом зависит от установленных правил, требующих обязательного соблюдения. В этом случае сварка алюминия, нержавейки и других цветных металлов будет качественной и надежной.

В процессе эксплуатации нужно обратить внимание на следующее:

  • Осцилляторы совместно с инверторами могут использоваться внутри помещений и при выполнении наружных работ.
  • Работая снаружи, нужно выбирать подходящие погодные условия, избегать дождя и снега. Температурный диапазон, при котором сохраняется нормальная работоспособность, находится в диапазоне от минус 10 до плюс 40 0 С.
  • Уровень влажности наружного воздуха должен быть не более 98%.
  • Не рекомендуется эксплуатация приборов в помещениях и других местах с сильным запылением, где присутствуют едкие газы и пары, оказывающие разрушающее действие на металл и изолирующие материалы.
  • Перед началом работ нужно убедиться в наличии заземления.

Зачем сварщику нужен осциллятор, как он работает

В работе с электродуговой сваркой необходимо обладать определенным навыком. Он потребуется не только при формировании шва, но и уже на начальной стадии, когда происходит процесс розжига дуги. В классическом представлении дуга возникает в результате соприкосновения электрода с поверхностью металла. Чтобы 1 см воздуха стал проводником, необходимо приложить разность потенциалов примерно в 30 тысяч вольт. Естественно, такое напряжение слишком высоко даже для современных инверторов, поэтому единственной возможностью зажечь дугу является соприкосновение с постепенным удалением электрода.

Результат такой манипуляции напрямую зависит от мастерства сварщика, однако даже профессионалы не гарантируют того, что стабильная дуга образуется после первого соприкосновения.

Зачастую сварщик совершает колебательные движения держателем, выполняя при этом постукивания о поверхность детали с целью нарушения слоя окисла. Особенно явно такие сложности возникают при работе с цветными металлами. Если учесть то, что по регламенту сварка цветных металлов ведется малыми токами, то вероятность получить стабильную дугу резко снижается.

Избежать подобных проблем помогает устройство, более известное, как осциллятор для сварки. Он выступает в качестве дополнительного оборудования к источнику питания при ведении аргонодуговой сварки. Для его использования мастер обязан обладать достаточным объемом знаний, начиная от устройства и заканчивая способом подключения.

Принцип действия и назначение

Применение осциллятора позволяет обеспечить бесконтактный розжиг дуги, что существенно облегчает задачу сварщика, а также влияет на стабильность электрической дуги в процессе работы. Хотя мы отметили, что устройство является обособленным элементом, иногда оно интегрировано в сварочный инвертор, то есть, источник питания и осциллятор находятся в одном корпусе. При достаточном объеме знаний в области электроники и электричества возможно изготовление самодельного осциллятора. Именно на этом обычно концентрируют свое внимание читатели, так как экономия денежных средств всегда выглядит привлекательно.

Начнем с того, что сформулируем основную идею работы данного устройства. При работе сварочного инвертора на электроды подается напряжение 220 В. Если сварка ведется переменным током, то его частота составляет 50 Гц. «Поверх» этого напряжения в импульсном режиме подается высокая разность потенциалов и высокая частота. Количество таких импульсов, как правило, невелико. Добавочный высокочастотный ток должен лишь разжечь дугу. На это уходят доли секунды. Для качественно оценки следует подчеркнуть, что амплитуда колебаний напряжения достигает 6 кВ, а частота при этом составляет 500 кГц. Но за счет малой продолжительности импульса мощность электрического тока не превышает 300 Вт.

Среди пользователей возникает лаконичный вопрос: «Может ли осциллятор генерируемым током проводить сварку металлов?». Действительно, это было бы логично, однако низкая мощность не позволяет расплавить металл и присадку, поэтому импульс используется исключительно для пробоя воздушного зазора. В задачи сварщика входит лишь приближение электрода на расстояние примерно 5 мм и нажатие кнопки. В осцилляторах интегрированного типа кнопка локализуется прямо на держателе. Длительность импульса соответствует времени удержания кнопки. Далее сварка проводится в обычном режиме.

Высокочастотный ток протекает через диэлектрик (воздух) после активной ионизации. Практически моментально возникает дуговой разряд. Одновременно ионизированный воздух становится проводником, и основной ток сварочного аппарата течет, образуя электрическую дугу. Если процесс сварки автоматизирован и инвертор обладает микропроцессором, то осциллятор в процессе формирования шва автоматически включается при необходимости, когда возникает тенденция гашения дуги. Примером может служить ситуация с перепадом напряжения или случайного движения руки сварщика в сторону. В результате работы осциллятора можно получить качественный и равномерный шов.

Устройство и работа

Если с назначением осциллятора разобраться не так сложно, то для понимания его работы потребуются некоторые знания в области физики. Первым делом необходимо понимать, что с помощью этого прибора мы получаем дистанционный розжиг дуги и в процессе сварки стабильную дугу, которая статична по отношению к изменяющемуся зазору между электродом и поверхностью металла.

Осциллятор принципиально состоит из нескольких блоков:

  • Повышающий трансформатор служит для преобразования амплитуды напряжения.
  • Колебательный контур, имеющий классическое строение. Он состоит из конденсатора и катушки индуктивности. В этом контуре возникают высокочастотные колебания.
  • Разрядник. Его основной элемент – воздушный зазор, в котором возникает искра.

Естественно, нами не учтены различные датчики, обеспечивающие автономность работы и систему контроля. При реализации интегрированной схемы, когда осциллятор является составной частью аргонодугового инвертора, устройство оснащено клапаном подачи газа. Последний управляется микропроцессором и подает аргон в нужный момент времени. Осциллятор оснащен системой безопасности, обеспечивающей бесперебойную работу электрической цепи, а также сохранность жизни и здоровья самого сварщика. От поражения электрическим током защищает конденсатор. В случае его пробоя в работу вступает плавкий предохранитель, размыкающий цепь при превышении силы тока.

Алгоритм работы осциллятора можно представить в виде последовательности процессов. Рабочее напряжение бытовой сети поступает на первичную обмотку повышающего трансформатора. После преобразования тока на вторичной обмотке индуцируется ЭДС заданной величины (5-6 тысяч вольт). На данный момент частота тока равна промышленной частоте, то есть, 50 Гц. К обмотке вторичной катушки подключен конденсатор колебательного контура. Он начинает заряжаться, но так как собственная частота колебательного контура превышает частоту тока на обмотке, то в контуре возникают колебания. Изначально контур разомкнут, но пробой в разряднике играет роль своеобразного ключа и замыкает цепь. Колебания тока в контуре поступают на электрод.

Одним из примечательных свойств конденсатора является пропускание переменного электрического тока. Емкостное сопротивление с повышением частоты уменьшается. Блокировочный конденсатор является препятствием для низкочастотного тока, которым питается сам инвертор, однако пропускает высокочастотный ток. Таким образом, обеспечивается защита осциллятора от короткого замыкания.

Читать еще:  Как выбрать бензопилу по цене и качеству?

Виды, подключение

По принципу работы устройства делятся на два типа:

  1. Осцилляторы непрерывного действия.
  2. Осцилляторы импульсного действия.

При работе осциллятора первого типа сварочный ток суммируется с высокочастотным током высокого напряжения. Зажигание дуги происходит без непосредственного контакта электрода с поверхностью металла. При малом значении силы тока дуга остается стабильной. Исключается разбрызгивание металла и поражение сварщика электрическим разрядом. Такой осциллятор может быть включен в сеть последовательно или параллельно. При последовательном соединении устройство включается в разрыв кабеля электрода. Подобное подключение позволяет использовать осциллятор более эффективным образом. Нет потери энергии на обеспечение защиты от высокого напряжения.

Импульсный осциллятор подключается параллельно и используется преимущественно в тех случаях, когда требуется вести сварочные работы переменным током. Вся сложность заключается в том, что устройство должно реагировать на смену полярности, причем за минимальное время. Поддержать дугу, повысив ее стабильность, может только ток высокой частоты импульсного типа. Если применить при такой сварке аппараты непрерывного действия, то дуга будет получена без особых проблем, однако повторное ее зажигание уже невозможно, то есть осциллятор будет выполнять только одну свою функцию.

Наличие в схеме конденсаторов позволяет сделать более функциональное устройство. Накопленный электрический заряд позволяет производить повторные импульсы и поджигать дугу в процессе формирования шва, если сварщик случайно отклонил электрод на большое расстояние. В схеме устройства без обратной связи не обойтись. Именно управляющая система обеспечивает синхронизированный разряд конденсатора.

Самодельный осциллятор

При работе с цветными металлами часто используются аргоновые аппараты по сварке. Неплавящийся электрод из вольфрама хорошо расплавляет кромки и образует сварочную ванну. Выполняются швы на алюминии и нержавейке и плавящимися электродами, где источником тока служит инвертор. Но у всех этих устройств имеется одна проблема — розжиг дуги. На цветных металлах постукивание электродом по поверхности создает следы, требующие последующей зачистки. При работе с тонкими листами на малых токах дуга может гореть нестабильно и часто тухнуть, а ее повторное возбуждение тормозит весь рабочий процесс. Для решения этой ситуации в схему добавляют осциллятор, который позволяет зажигать электрическую дугу не прикасаясь к поверхности изделия. Это устройство можно купить или попытаться изготовить самому. Как создать сварочный осциллятор своими руками? Каковы схемы аппарата и его принцип работы?

Как работает осциллятор

Подобные устройства могут иметь различные варианты сборки, но все они предназначены для одной цели — возбуждать сварочную дугу между концом электрода и поверхностью изделия на расстоянии 5 мм, без физического прикосновения материалов. Достигается это за счет размещения осциллятора между источником сварочного тока и горелкой с вольфрамовым электродом. Вместо последнего может находиться держатель для сварки покрытыми электродами.

Суть процесса заключается в модернизации входящего напряжения переменного характера с частотой 50 Гц в импульсы высокой частоты и короткой длительности. Они накладываются на сварочный ток, и активно участвуют в розжиге дуги. Осциллятор для сварки, в большинстве вариантов схем, работает в следующей последовательности:

  1. Сварщик нажимает кнопку управления на горелке.
  2. Входной выпрямитель получает напряжение из сети с параметрами 220 V и 50 Гц. Устройство выпрямляет ток и передает его на накопитель.
  3. Накопительная емкость собирает в себе разряд.
  4. Схема управления руководит этим процессом. Когда сетевое напряжение достигает 0В, высвобождается импульс, для последующего формирования.
  5. Он поступает на первичную обмотку трансформатора, где происходит его преобразование в высоковольтный импульс.
  6. Одновременно с этим, схема управления подает сигнал в клапан газа, и выпускается аргон.
  7. Происходит короткий разряд тока, связывающий в воздухе напряжение от горелки и изделие, к которому прикреплена масса от сварочного аппарата. Дуга зажигается в уже подготовленном газовом облаке, и можно сразу вести сварку.
  8. Когда в процесс включается сварочный ток, с силой более 5 А, то импульс прекращает свое действие. Сварка ведется на тех параметрах, которые были установлены на аппарате. Если происходит утеря контакта, то схема управления подает повторный импульс для возобновления дуги.
  9. После окончания сварки осциллятор регулирует время последующей продувки защитным газом и завершает весь процесс.

Это очень удобно для сварки алюминия или легированных сталей, где требуется точность начала шва, а механическая зачистка следов от касания электрода оставляет лишние следы. Изготовление осциллятора своими руками может быть упрощено до нескольких узлов. Тогда, при обрыве сварки, требуется запускать действие бесконтактного поджига вручную, повторно нажимая кнопку на горелке.

Варианты схемы сборки осциллятора

Создавая свой самодельный осциллятор важно добиться правильных выходных параметров устройства. Он должен повышать поступающее в него напряжение от стандартного до 3000-6000 В. Изменение частоты колебания должно быть на уровне от 150 до 500 кГц.

Схема осциллятора может включать различные компоненты. Вот один из вариантов состава устройства:

  • выходного выпрямитель;
  • стабилизированный источник питания;
  • блок зарядки с накопителями емкости;
  • блок управления;
  • блок для формирования импульса;
  • высоковольтный трансформатор;
  • датчик тока;
  • газовый клапан.

Осциллятор устанавливается в цепь всегда после инвертора или обычного трансформатора, и перед рукавом с кабелем, идущим на горелку или к держателю электрода. Отдельные блоки схемы формируются из деталей, покупаемых в магазине, или создаваемых самостоятельно. Например, колебательный контур, работающий как искровой генератор с затухающими колебаниями, собирается из конденсаторов. А катушкой индуктивности служит обмотка высокочастотного трансформатора. В схеме обязательно должен быть и предохранитель, защищающий сварщика от короткого замыкания, и специальный отвод для заземления устройства.

Разновидности самодельных осцилляторов

В зависимости от выполняемых сварочных работ, можно создать осциллятор своими руками, с постоянным или кратковременным действием. Если требуется работа с тонкими листами металла на малых токах, то лучше подойдет первый вариант. Устройство будет накладывать на ток, выдаваемый сварочным аппаратом, дополнительное напряжение 3000В с высокой частотой в 200 кГц. Вследствие чего розжиг электрода станет осуществляться при малейшем поднесении к изделию, а в процессе ведения шва горение дуги будет стабилизироваться и поддерживаться. Несмотря на высокие показатели напряжения, этот ток будет безопасен для жизни сварщика. Рекомендуется последовательное подключение такого аппарата в схему. При параллельном потребуется дополнительная установка защиты от напряжения.

Для работы с алюминием, который сваривается только на переменном токе, больше подойдет вторая самодельная модель осциллятора, где рабочий эффект заключается в кратковременном импульсе. Последний зажигает дугу при поднесении горелки к изделию на расстояние 5 мм. Эту же функцию осциллятора используют и при плазменной резке, а также в работе с инверторами, или аргоновыми аппаратами для сварки нержавейки. Во время работы на переменном токе его полярность постоянно меняется. Это может затруднять стабильность горения и повторные розжиги. Осциллятор содействует мгновенному зажиганию дуги в таких условиях.

Изготовление ключевых деталей

Имея некоторые зная электротехники и необходимые материалы можно приступать к созданию самодельного осциллятора. Начать стоит с повышающего трансформатора, который будет поднимать напряжение. Его можно купить в магазине или намотать самостоятельно. Число витков и площадь сечения выбираются по справочникам. Главный показатель — это способность повысить напряжение до 3000 — 6000 В.

Колебательный контур создается из катушки индуктивности, которая наматывается сварочным кабелем на ферритовый сердечник. Достаточно одного витка такого провода для первички, и пяти витков для вторичной обмотки. В контур устанавливается блокировочный конденсатор и разрядник. В последнем происходит процесс генерирования и высвобождения затухающего импульса.

Разрядник изготавливают из двух медных вертикальных стержней, на которые крепятся вольфрамовые прутки для передачи тока. Рекомендуется залить медные стойки диэлектрическим затвердевающим составом, предварительно подведя к ним провода для контактов. Возможна сборка осциллятора на основе катушки зажигания, только после нее в схему необходимо установить ВВ диод и идущий за ним конденсатор. Потом следует поставить разрядник, подсоединенный к первичной обмотке трансформатора.

Накопительный конденсатор можно купить или извлечь из старого телевизора. Некоторые мастера создают такие конденсаторы самостоятельно в банке. Газовый клапан, устанавливаемый на выходе, доступен в продаже.

Осцилляторы значительно облегчают работы по сварке алюминия и нержавейки, или разрезанию металла плазмотроном. Советы для начинающих в этой статье, различные схемы устройства, и видео по созданию самодельных аппаратов, помогут изготовить простой осциллятор для личных нужд.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector